高寒區(qū)栽培措施對燕麥人工草地系統(tǒng)碳氮儲量及分配機(jī)制的影響

劉文輝 秦 燕 梁國玲 賈志鋒

(青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院/青海省青藏高原優(yōu)良牧草種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海 西寧 810016)

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳庫是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫中最活躍的重要組成部分。農(nóng)作物在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中既是碳源又是碳匯,發(fā)揮著十分重要的作用。一方面,作物的呼吸作用可以增加碳的排放,表現(xiàn)為碳源；另一方面,農(nóng)作物通過光合作用可以吸收并固定碳,表現(xiàn)為碳匯[1]。農(nóng)作物對CO2的吸收被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠和安全有效的固碳過程。一年生作物具有固碳周期短、蓄積量大的特點(diǎn)[2],可通過光合作用吸收大氣中的CO2,將其以生物量的形式貯存于植物體內(nèi)和土壤中,同時(shí)以籽實(shí)為生產(chǎn)目的的農(nóng)作物收獲后剩余的秸稈可通過合理利用增強(qiáng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳蓄積能力[3]。氮(N)是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要營養(yǎng)元素之一,在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和功能的調(diào)節(jié)等方面具有重要作用[4-6]。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的氮素大多以有機(jī)質(zhì)的形式儲存在土壤中,對人類活動(dòng)、肥料施用、土地利用變化和氣候變化尤其敏感[7-9]。土壤的供氮能力通過土壤氮儲量來反映,土壤氮儲量的變化能夠反映出土壤中的氮是氮匯還是氮源[10]。然而,由于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)存在明顯的區(qū)域差異,同時(shí)受外部環(huán)境因素的影響,各種農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳、氮儲量及其動(dòng)態(tài)變化也存在差異[11]。

研究發(fā)現(xiàn)土壤碳、氮儲量的含量取決于外界碳、氮輸入量和內(nèi)部碳、氮的釋放量[12]。植物通過光合作用固定其中的碳,一部分貯存在植物體內(nèi),一部分以有機(jī)質(zhì)的形成貯存在土壤中；植物通過根系吸收土壤中的氮素固定在植物各器官中,不同的耕作管理制度可為土壤輸入氮素,并固定在土壤中。國內(nèi)外學(xué)者針對不同區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳、氮儲量方面已經(jīng)開展了大量研究。但關(guān)于青藏高原生態(tài)系統(tǒng)碳氮儲量的研究主要集中在天然草地[13-14],而對農(nóng)田系統(tǒng)方面的研究尚鮮見報(bào)道。燕麥(Avena sativa L.)是青藏高原地區(qū)種植的主要優(yōu)良牧草之一,目前,已有很多學(xué)者從施肥[15-16]、耕作措施[16-17]、作物種類[18-19]等方面開展了相關(guān)研究,但關(guān)于其土壤固碳、固氮方面的研究尚鮮見報(bào)道。因此,本研究以青藏高原燕麥人工草地建植過程中選用的4 個(gè)燕麥品種為試驗(yàn)對象,采用不同的施肥措施和箭筈豌豆(Vicia sativa)混播比例,建立燕麥與箭筈豌豆混播人工草地,系統(tǒng)評價(jià)不同措施下土壤和燕麥人工草地系統(tǒng)固碳、固氮潛力,了解燕麥人工草地系統(tǒng)碳、氮分配規(guī)律,以期為高寒地區(qū)燕麥人工草地碳、氮儲量方面的研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于青海省海北州西海鎮(zhèn)(36°59.36′N,100°52.848′E),海拔3 156 m,氣候寒冷潮濕,無絕對無霜期,年均氣溫0.5℃,年降水量369.1 mm,且集中在7-9月,年蒸發(fā)量為1 400 mm,全年日照時(shí)數(shù)為2 980 h,無霜期約為93 d。土壤為栗鈣土,基本理化性質(zhì)為pH 值8.43、全氮(N)1.56 g·kg-1、全磷(P2O5)1.39 g·kg-1、全鉀(K2O)22.06 g·kg-1、堿解氮88.77 mg·kg-1、速效磷2.2 mg·kg-1、速效鉀168.2 mg·kg-1、有機(jī)質(zhì)32.48 g·kg-1。試驗(yàn)區(qū)2014年日均溫和日降水量如圖1 所示。

圖1 試驗(yàn)地日均溫(A)和降水量(B)Fig.1 Daily mean temperature(A) and precipitation(B) in the experimental field

1.2 試驗(yàn)材料及設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)燕麥品種(A 因素)、施肥配比(B 因素)、燕麥與箭筈豌豆混播比例(C 因素)三因素四水平正交設(shè)計(jì)[L16(45)],共16 個(gè)處理,3 次重復(fù)。小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列,共48 個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。小區(qū)面積為20 m2(4 m×5 m),小區(qū)間隔0.5 m。2014年5月14日撒播,播深3～4 cm。肥料混合后在播前一次性施入。出苗后,人工除雜一次。

燕麥品種：高寒區(qū)主導(dǎo)品種早熟的青燕1 號(Qingyan No.1,記作A1)、中熟的青海444(Qinghai 444,記作A2)、中晚熟的青海甜燕麥(Qinghai,記作A3)和晚熟的林納(Lena,記作A4)。其中,林納為產(chǎn)籽型品種,其他為草籽兼用型品種；箭筈豌豆品種：西牧324(Ximu 324)。

施肥配比為：不施肥(記作B1,CK)、尿素75 kg·hm-2+磷酸二銨150 kg·hm-2(61.5 kg·hm-2N+69 kg·hm-2P2O5,記作B2)、有機(jī)肥1 500 kg·hm-2(記作B3)、尿素37.5 kg·hm-2+磷酸二銨75 kg·hm-2+有機(jī)肥750 kg·hm-2(30.75 kg·hm-2N+34.5 kg·hm-2P2O5+有機(jī)肥,記作B4)。其中,尿素含N 46%,磷酸二銨含N 18%,含P2O546%；有機(jī)肥為商品生物有機(jī)肥(青海海晏縣民盛農(nóng)牧生產(chǎn)資料有限公司),其有機(jī)質(zhì)含量＞40%、N+P2O5+K2O 含量25%、有效活菌數(shù)含量0.2億·g-1。禾豆混播配比：在燕麥播種量600 萬株·hm-2保苗數(shù)的前提下,箭筈豌豆配比分別為0 kg·hm-2(記作C1)、45 kg·hm-2(記作C2)、60 kg·hm-2(記作C3)和75 kg·hm-2(記作C4)。燕麥具體播種量確定,依據(jù)燕麥千粒重、發(fā)芽率、純凈度,分別計(jì)算出青燕1 號、林納、青海444 和青海甜燕麥的實(shí)際播量分別為154.3、150.0、183.0 和216.0 kg·hm-2。所有播種的燕麥和箭筈豌豆種子均為上年收獲的種子。

1.3 測定指標(biāo)與方法

分別于燕麥拔節(jié)期(jointing stage, JS)、抽穗期(heading stage, HS)、開花期(flowening stage, FS)、乳熟期(milk stage, MS)和收獲后期(harvest time, HT)在各小區(qū)選取1 m×1 m 樣方,連同地下根系一起挖出,3 次重復(fù)。將燕麥和箭筈豌豆按根、莖、葉、穗(燕麥)分開,再將植物根系沖洗干凈后,65℃烘干至恒重,稱得燕麥和箭筈豌豆的各器官生物量,并計(jì)算出各處理每種植物的地上、地下及地上+地下生物量。將稱量干重后的各植物器官樣品粉碎備用,用于養(yǎng)分分析。植物有機(jī)C 含量采用Elab-TOC/DT 總有機(jī)碳分析儀(蘇州埃蘭分析儀器有限公司)測定；全N 含量采用凱氏定氮法[20-21]測定；按照公式計(jì)算各器官碳氮儲量：

在地上取樣的同時(shí),分別對地下0 ～10、10 ～20、20～30、30～40 和40～50 cm 土層采用環(huán)刀法測定土壤容重,并采集帶回實(shí)驗(yàn)室用植物樣品分析的方法測定各土層土壤碳、氮含量。按照公式計(jì)算各土層C、N 儲量：

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；SPSS 11.5 進(jìn)行正交方差分析得出F 值,比較不同時(shí)期下燕麥品種、施肥和箭筈豌豆混播比例對土壤C、N 儲量影響,并用Duncan 法進(jìn)行0.05 水平上的多重比較；利用Sigmaplot 12.5 繪圖,分別比較不同燕麥品種、施肥配比、燕麥與箭筈豌豆混播比例各水平間的差異；采用Microsoft Excel 2016 對土壤和系統(tǒng)C、N 儲量分配繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 各土層C、N 儲量分配對品種、施肥和混播的響應(yīng)

由表1 可知,除品種對拔節(jié)期、抽穗期、開花期和收獲后期0～10、10～20 cm 土層,品種、施肥、混播對乳熟期20～30 cm 土層,混播在抽穗期20～30 cm 土層以及品種對抽穗期30～40 cm 土層C 儲量分配的影響未達(dá)顯著水平外,各時(shí)期品種、施肥和混播對不同土層C儲量分配的影響均達(dá)到顯著(P＜0.05)或極顯著(P＜0.01)水平。其中,拔節(jié)期、抽穗期、開花期和乳熟期(除20～30 cm 土層外)3 個(gè)因素對各土層的影響均依次表現(xiàn)為施肥＞混播＞品種,而收獲后期對0 ～10、10 ～20 和40～50 cm 土層C 儲量分配影響表現(xiàn)為混播＞施肥＞品種,20～30 cm 土層表現(xiàn)為施肥＞品種＞混播,30～40 cm 土層表現(xiàn)為施肥＞混播＞品種。燕麥在整個(gè)生育期土壤C 儲量均以施肥影響最大,而在收獲后期土壤表層(0～20 cm)和深層(40 ～50 cm)土層以混播影響最大,中層土壤(20～40 cm)以施肥影響最大。

品種、施肥和混播對各土層N 儲量分配影響的差異性分析表明,除品種對收獲后期0 ～10 cm 土層、各時(shí)期10～20 cm 土層,拔節(jié)期和抽穗期30 ～40 cm 土層、拔節(jié)期和乳熟期40～50 cm 土層,施肥對乳熟期10～20 cm 土層,混播對乳熟期10 ～20、20 ～30 土層N 儲量分配的影響未達(dá)到顯著水平外,各時(shí)期品種、施肥和混播對不同土層N 儲量分配的影響均達(dá)到顯著(P＜0.05)或極顯著(P ＜0.01)水平。其中拔節(jié)期、抽穗期、開花期和乳熟期3 個(gè)因素對0～10 和10～20 cm 土層的影響依次表現(xiàn)為施肥＞混播＞品種,收獲后期表現(xiàn)為混播＞施肥＞品種；對20 ～30 cm 土層土壤N 儲量分配在抽穗期依次表現(xiàn)為混播＞施肥＞品種,而拔節(jié)期、收獲后期依次表現(xiàn)為施肥＞混播＞品種,開花期、乳熟期依次表現(xiàn)為施肥＞品種＞混播；對30 ～40 cm 土層土壤N 儲量分配在開花期依次表現(xiàn)為混播＞品種＞施肥,而其余時(shí)期表現(xiàn)為施肥＞混播＞品種；對40 ～50 cm 土層土壤N 儲量分配在各時(shí)期均依次表現(xiàn)為施肥＞混播＞品種。

2.2 不同措施對各土層土壤C、N 儲量分配策略

2.2.1 C 儲量分配策略 由圖2 可知,品種、施肥和混播影響下,乳熟期0～10 和10～20 cm 土層土壤C 儲量分配均以A2、B1 和C1 下為最高,分別為28.32%和25.61%、31.05%和26.10%、30.59 和25.88%,分別較CK(休閑地)低24.19%和5.76%、13.29%和3.78%、14.98%和4.65%；20～30 cm 土層土壤C 儲量分配以A2、B3 和 C4 最 高, 分 別 為22.13%、 21.81% 和22.31%,分別較CK(休閑地) 高4.23%、2.71%和5.05%；30～40 cm 土層土壤C 儲量分配以A1、B4 和C4 最高,分別為15.74%、17.00%和16.89%,分別較CK(休閑地)高63.43%、76.55%和76.37%；40 ～50 cm 土層土壤C 儲量分配以A4、B4 和C4 最高,分別為11.68%、13.62%和12.32%,分別較CK(休閑地)高69.88%、98.01%和79.21%。從不同土層C 儲量分配格局來看,在3 個(gè)因素影響下,乳熟期土壤C 儲量分配表現(xiàn)為0～10 cm＞10～20 cm＞20 ～30 cm＞30 ～40 cm＞40～50 cm,各土層分別表現(xiàn)為24.41%～31.05%、23.11% ～26.10%、 21.08% ～22.31%、 11.72% ～17.00%和9.82～13.62%。

表1 品種、施肥和混播對燕麥草地各土層土壤C、N 儲量分配影響的正交方差分析(F 值)Table 1 Orthogonal analysis of variance on the different soil layer BCSAs and BNSAs under the varieties,the rates of fertilizations and the mixed seeding rates (F value)

圖2 品種、施肥和混播處理不同水平對燕麥草地系統(tǒng)總C 儲量分配的影響Fig.2 Effect of the varieties, the rates of fertilization and the mixed seeding rates on total BCSAs in the oat sown-pasture

2.2.2 N 儲量分配策略 由圖3 可知,0 ～10、10 ～20、20～30 cm 土層土壤N 儲量分配均以A1、B1 和C1 為最高,分別為28.41%、25.14%和17.74%,32.73%、24.27%和18.68%,32.43%、25.02%和17.79%,其中0～10 和10 ～20 cm 土層土壤N 儲量分配分別較CK(休閑地) 低26.00%和2.86%,14.73%和6.23%,15.51%和3.33%,20～30 土層土壤N 儲量分配較CK(休閑地)高14.78%、20.97%和16.37%。30 ～40 和40～50 cm 土層均以A3、B4 和C4 處理下最高,分別為16.41%和12.75%,18.59% 和15.04%,17.60% 和13.76%,分別較CK(休閑地)高32.81%和60.67%,50.47%和89.42%,42.17%和73.29%。

圖3 品種、施肥和混播處理不同水平對燕麥草地系統(tǒng)總N 儲量分配的影響Fig.3 Effect of the varieties, the rates of fertilization and the mixed seeding rates on total BNSAs in the oat sown-pasture

表2 不同時(shí)期處理和對照間土壤層C、N 儲量分配比較Table 2 Compare the BCSAs and BNSAs of the treatment and CK at the different growth stage /%

從不同土層N 儲量分配格局來看(圖3),在3 個(gè)因素影響下,乳熟期土壤N 儲量分配均表現(xiàn)為0 ～10 cm＞10～20 cm＞20 ～30 cm＞30 ～40 cm＞40 ～50 cm,各土層土壤N 儲量分配分別表現(xiàn)為24.89%～32.73%、23.87% ～26.11%、 17.62% ～19.04%、 13.15% ～18.59%和11.10%～15.04%。

2.2.3 不同措施下的土壤C、N 儲量分配格局 由表2 可知,各時(shí)期3 種措施影響下的土壤C、N 儲量分配與休閑地表現(xiàn)不同。從不同土層比較來看,在3 種因素影響下0～10 和10～20 cm 土層土壤C、N 儲量分配低于休閑地,拔節(jié)期、抽穗期、開花期、乳熟期和收獲后期0～10 cm 土層C 儲量分配分別低5.40%、4.90%、5.91%、7.45%和4.20%,N 儲量分配分別低5.29%、5.45%、7.00%、9.46%和5.22%；10 ～20 cm 土層C 儲量分 配 分 別 低7.29%、 6.81%、 4.70%、 2.26% 和2.91%；N 儲量分配分別低5.19%、5.35%、6.42%、1.19%和3.58%。而20～30、30～40 和40～50 cm 土層C、N 分配則高于休閑地。20 ～30 cm 土層C 儲量分配分別高5.00%、5.22%、1.64%、0.43%和1.87%,N 儲量分 配 分 別 高3.51%、 4.06%、 5.16%、 2.70% 和1.07%；30 ～40 cm 土層C 儲量分配分別高4.49%、3.73%、4.22%、4.94%和3.74%,N 儲量分配分別高3.47%、3.84%、3.77%、3.28%和4.95%；40～50 cm 土層C 儲量分配分別高3.21%、2.73%、4.76%、4.34%和5.25%,N 儲量分配分別高3.51%、2.91%、4.49%、4.68%和4.92%。

從各時(shí)期不同土層土壤C、N 儲量分配來看,0～10 cm 土層土壤C、N 儲量均以拔節(jié)期最高(分別為29.28%和29.38%),以收獲后期最低(25.82%和24.82%)；10 ～20 cm 土層均以拔節(jié)期最高(29.45%和28.19%),以收獲期最低(24.61%和24.59%)；20 ～30 cm 土層分別以收獲后期和開花期最高(22.20%和22.18%),以開花期和乳熟期最低(17.75%和18.14%)；30 ～40 cm 土層均以收獲后期最高(14.68%和16.47%),以拔節(jié)期最低(12.54%和12.82%)；40 ～50cm 土層分別以收獲后期和乳熟期最高(12.71%和12.62%),以抽穗期最低(9.27%和10.72%)。

2.3 系統(tǒng)C、N 儲量分配格局

2.3.1 系統(tǒng)總C、N 儲量 由圖4、圖5 可知,系統(tǒng)總C、N 儲量在品種間無顯著差異(P＞0.05),而在施肥和混播處理下各水平間存在顯著差異(P＜0.05),3 個(gè)因素影響下,系統(tǒng)總C、N 儲量潛力為159.4 和10.4 t·hm-2。其中,施肥B4 處理的系統(tǒng)總C、N 儲量最高,分別為184.45 t·hm-2和12.51 kg·hm-2,分別較B3、B2和 B1 高 22.03%、 9.09%、 38.59% 和 32.27%、12.31%、48.25%?；觳ヌ幚硐乱訡4 的C、N 儲量最高,分別達(dá)182.76 t·hm-2和11.90 kg·hm-2,分別較C3、C2 和C1 高10.53%、21.20%、31.63%和9.56%、20.06%、34.28%。

圖4 品種、施肥和混播處理不同水平對燕麥草地系統(tǒng)總C 儲量的影響Fig.4 Effect of the varieties, the rates of fertilization and the mixed seeding rates on biomass carbon stock in the oat sown-pasture

圖5 品種、施肥和混播處理不同水平對燕麥草地系統(tǒng)總N 儲量的影響Fig.5 Effect of the varieties, the rates of fertilization and the mixed seeding rates on biomass nitrogen stock in the oat sown-pasture

2.3.2 不同器官及不同土層間的C、N 儲量分配格局由表3 可知,在品種、施肥和混播處理下,乳熟期植物莖、葉、穗和根生物C、N 儲量分配變幅小,平均分別為0.58%、0.30%、0.28%、0.15%和0.28%、0.42%、0.29%、0.06%,而0～10、10 ～20、20 ～30、30 ～40 和40～50 cm 土層的平均土壤C、N 儲量分配比例分別為27.35%、 24.50%、 21.39%、 14.38%、 11.08% 和28.62%、24.43%、17.95%、15.47%、12.49%。

2.3.3 植物及土層間的C、N 儲量分配格局 由表4 可知,品種、施肥和混播處理下,乳熟期土壤、燕麥和箭筈豌豆生物C、N 儲量分配比例小,其土層、燕麥和箭筈豌豆的平均C、N 儲量分配比例分別為98.69%、1.08%、0.23% 和98.96%、 0.70%、0.34%。C、N 儲量在土壤層中占有絕對優(yōu)勢。從燕麥和箭筈豌豆C、N 儲量分配比較來看,燕麥較箭筈豌豆占絕對優(yōu)勢。

表3 品種、施肥和混播處理下不同水平對植物器官和土層C、N 儲量分配模式的影響Table 3 Effect of the varieties, rates of fertilization and mixed seeding rates on the patterns of BCSAs and BNSAs in different plant organs and the soil depths /%

表4 品種、施肥和混播處理不同水平對植物和土壤C、N 儲量分配模式的影響Table 4 Effect of the varieties, rates of fertilization and mixed seeding rates on the patterns of BCSAs and BNSAs in plants and soil /%

3 討論

3.1 品種、施肥和混播對土壤C、N 儲量分配的影響

合理的生態(tài)系統(tǒng)管理措施和土地利用方式可顯著提高土壤C、N 儲量分配[22-24],是實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)C、N增匯最經(jīng)濟(jì)有效的途徑之一[25-26],其中施肥、播種豆科植物等措施均具有明顯效果[20-21,27]。這與本研究結(jié)果相同。本研究發(fā)現(xiàn)品種、施肥和混播均顯著影響了土壤C、N 儲量分配,但各因素對其的影響存在差異。這是由于不同牧草品種自身生物學(xué)特性不同,導(dǎo)致在植株高度、田間長勢等方面存在差異,造成不同牧草品種從土壤中獲取養(yǎng)分的能力不同[28]；同時(shí)不同品種各自的呼吸作用不同,從土壤C、N 庫中獲取養(yǎng)分和呼吸作用所帶走土壤C、N 各不相同,導(dǎo)致人工草地中各品種土壤C、N 儲量的不同[29]。本研究中,4 個(gè)燕麥品種中土壤C 儲量分配0 ～30 cm 土層以A2 處理較高；土壤N 儲量分配0～30 cm 土層以A1 處理較高。

孔毅明[30]研究發(fā)現(xiàn)長期不同施肥措施對稻田土壤碳氮的影響不僅局限在耕作層,由于土壤碳氮積累的差異,施肥措施對其影響的深度亦不同,各施肥處理影響C、N 含量主要在0 ～30 cm 土層,甚至達(dá)到0 ～40 cm 土層。這與本研究結(jié)果基本一致。本研究中,不同施肥處理下,土壤C 儲量分配0 ～20 cm 土層以B1 處理較高,20～30 cm 土層以B3 處理較高,30 ～50 cm 土層以B4 處理較高；土壤N 儲量分配0 ～30 cm 土層以B1 處理較高,30～40 cm 土層以B4 處理較高。土壤耕作層以不施肥處理下土壤C、N 儲量分配較高,而在深層土壤中則以B4 處理最高,這可能與土壤C、N 沉降有關(guān)。

研究表明,在一定的生長空間內(nèi),禾豆混播牧草的競爭優(yōu)勢主要表現(xiàn)為根系對土壤養(yǎng)分和空間的競爭[31]。陳露[32]通過種植混播牧草發(fā)現(xiàn),0 ～5 cm 土層土壤顆粒有機(jī)碳含量較冬麥田增加了40%～136%,5～10 cm 土層增加了139%～287%。這與本研究結(jié)果本研究中,不同混播水平下,土壤C 儲量分配0 ～20 cm土層以C1 處理較高,20～50 cm 土層以C4 處理較高；土壤N 儲量分配0 ～30 cm 土層以C1 處理較高,30 ～40 cm 土層以C4 處理較高。此外,本研究還發(fā)現(xiàn)0 ～20 cm 土層燕麥單播較混播土壤C、N 儲量分配均高于混播處理,這可能是由于單播燕麥處理下,植物從土壤中吸收C、N 較少,表現(xiàn)為土壤表層C、N 儲量分配較高,而深層土壤中則以C4 處理C、N 儲量分配較高。

3.2 土壤碳、氮儲量分配模式

本研究中,乳熟期不同土層土壤C、N 儲量分配模式均表現(xiàn)為0 ～10 cm＞10 ～20 cm＞20 ～30 cm＞30 ～40 cm＞40～50 cm。這與前人研究[2-3]結(jié)果一致。這是因?yàn)樵谕寥辣韺?由于植物根系的存在、施肥措施和豆科牧草的混播,增加了土壤中C、N 的積累。一方面,施肥使土壤表層C、N 的主要來源；另一方面,豆科牧草混播以后,由于豆科牧草根系固氮作用,增加了土壤N庫,同時(shí),根系死亡、枯枝落葉也是土壤表層C、N 的主要來源。

3.3 系統(tǒng)C、N 儲量分配格局

研究發(fā)現(xiàn)土壤C、N 儲量占整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的90%以上[33]。這與本研究結(jié)果相同。本研究中,0 ～50 cm土層土壤C、N 儲量分別占整個(gè)系統(tǒng)的98.69%和98.96%,而植物僅占1.31%和1.04%。土壤C、N 庫是最重要的C、N 來源。3 種措施下,品種對系統(tǒng)C、N儲量的分配無顯著影響,而施肥和混播顯著影響了土壤C、N 儲量,其中在尿素+磷酸二銨+有機(jī)肥施肥下系統(tǒng)總C、N 儲量最大,分別為184.45 t·hm-2和12.51 kg·hm-2,75 kg·hm-2混播下系統(tǒng)總C、N 儲量最大,分別為182.76 t·hm-2和11.90 kg·hm-2。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明,品種、施肥和混播均顯著影響了土壤C、N 儲量和分配。各時(shí)期施肥和混播對C、N 儲量分配影響較大。燕麥乳熟期不同土層C、N 儲量分配模式均表現(xiàn)為0 ～10 cm＞10 ～20 cm＞20 ～30 cm＞30～40 cm＞40～50 cm；總生物C、N 儲量分配分別表現(xiàn)為莖＞葉＞穗＞根、葉＞穗＞莖＞根。0 ～50 cm 土層C、N 儲量分別占整個(gè)系統(tǒng)的98.69%和98.96%,而植物僅占1.31%和1.04%。尿素+磷酸二銨+有機(jī)肥處理下,系統(tǒng)總C、N 儲量最大,分別為184.45 t·hm-2和12.51 kg·hm-2；箭筈豌豆混播75 kg·hm-2處理下,系統(tǒng)總C、N 儲量最大,分別為182.76 t·hm-2和11.90 kg·hm-2。本研究,未考慮品種、施肥、混播三因素交互作用的影響,可在今后研究中進(jìn)一步完善。